DE102015205867A1 - Dosiseinstellung für eine Röntgeneinrichtung mit einem mobilen Röntgendetektor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung (1), umfassend eine Strahlungsquelle (3) für Röntgenstrahlung, einen mobilen Röntgendetektor (5) und eine Steuerungseinrichtung (6). Dabei ist weiter eine mobile Dosismesseinrichtung (8) umfasst, die eingerichtet ist, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (15) mit der Steuerungseinrichtung (6) zu kommunizieren. Die Steuerungseinrichtung (6) ist eingerichtet, die Strahlungsquelle (3) in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung (8) empfangenen Signals zu steuern. Weiter wird ein entsprechendes Verfahren zur Dosiseinstellung angegeben.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Röntgeneinrichtung, umfassend eine Strahlungsquelle für Röntgenstrahlung, einen mobilen Röntgendetektor und eine Steuerungseinrichtung. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Dosiseinstellung für eine derartige Röntgeneinrichtung.
- Eine Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielswiese aus der
DE 101 18 745 C2 bekannt. Dort ist der mobile Röntgendetektor als ein Festkörperdetektor ausgebildet, der über eine drahtlose Kommunikationsverbindung zu einem Bildsignaltransfer mit der Steuerungseinrichtung kommuniziert. Für den mobilen Röntgendetektor ist weiter offenbart, eine integrierte Leistungsversorgung vorzusehen. Die integrierte Leistungsversorgung umfasst bevorzugt Batterien, Akkumulatoren oder Mittel zu einer induktiven oder kapazitiven Einspeisung einer Versorgungsspannung. - Ein mobiler Röntgendetektor erlaubt eine hohe Flexibilität bei einer radiologischen Bildaufnahme. Insbesondere kann ein mobiler Röntgendetektor problemlos an Positionen oder in Stellungen des Patienten angeordnet werden, die nicht eingenommen werden könnten, wenn es sich um ein stationäres System handeln würde. Der mobile Röntgendetektor ist hierzu insbesondere als ein Flachbilddetektor ausgebildet.
- Um mit einem Röntgendetektor eine Bildaufnahme mit einer gewünschten Qualität, z.B. hinsichtlich des Kontrastes, zu erzielen, besitzen stationäre Röntgeneinrichtungen in der Regel eine automatische Dosiseinstellung. Bei einer automatischen Dosiseinstellung, die abgekürzt auch als „AEC“ bezeichnet ist (AEC = Automatic Exposure Control), wird mit einer geeigneten Dosismesseinrichtung („AEC-Sensor“) am Ort des Röntgendetektors die Dosis gemessen. Bei Erreichen einer für die jeweilige Bildaufnahme vorgegebenen Solldosis generiert die Dosismesseinrichtung ein Abschaltsignal für die Strahlungsquelle. Damit ist sichergestellt, dass die Bildaufnahme stets mit der gewünschten Dosis erfolgt und somit die gewünschte Qualität aufweist. Als AEC-Sensoren geeignete Dosismesseinrichtungen sind z.B. dünne Flächendosismessgeräte, die insbesondere als flächige Ionisationskammern ausgebildet sind. Derartige Dosismesseinrichtungen sind zur automatischen Dosiseinstellung, also zu einer Belichtungsautomatik, in der Regel auf der Strahlungsseite unmittelbar vor dem Röntgendetektor montiert oder sind in den Röntgendetektor integriert.
- Bei Einsatz einer Belichtungsautomatik bzw. einer automatischen Dosiseinstellung muss die Regelung der Dosis im Vergleich zum Ausleseintervall des Röntgendetektors in sehr kurzen Zeiträumen erfolgen, um für die gewünschte Dosis eine Genauigkeit im einstelligen Prozentbereich zu erzielen. Ein typisches Ausleseintervall eines Röntgendetektors liegt im Bereich von 10 ms bis mehr als 1000 ms. Die Einstellung der Dosis muss jedoch innerhalb eines Zeitraums von deutlich weniger als 1 ms erfolgen.
- Bekannte AEC-Sensoren bzw. zur Belichtungsautomatik eingesetzte Dosismesseinrichtungen sind kabelgebunden. Das Schaltsignal zum Abschalten der Strahlungsquelle wird kabelgebunden der Steuerungseinrichtung übermittelt. Nachteiligerweise schränkt die Verwendung eines kabelgebundenen AEC-Sensors jedoch die Flexibilität und die Vorteile eines mobilen Röntgendetektors ein. Andererseits kann die Einstellung der Dosis insbesondere im Falle eines mobilen Röntgendetektors auch nicht aufgrund einer Bildinformation vorgenommen werden, da in der Regel nur Einzelbilder aufgenommen werden. Alternativ wird daher als eine gängige Methode für Freiaufnahmen mit einem mobilen Röntgendetektor ein möglichst guter Schätzwert für die benötigte Dosis angenommen und die Dynamik des Detektors genutzt, um eine brauchbare Aufnahme zu erhalten.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röntgeneinrichtung mit einem mobilen Röntgendetektor anzugeben, die ohne Einschränkung der Flexibilität eine Belichtungsautomatik bzw. eine automatische Dosiseinstellung ermöglicht. Hierzu soll auch ein geeignetes Verfahren zur automatischen Dosiseinstellung angegeben werden.
- Diese Aufgabe wird für eine Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine mobile Dosismesseinrichtung umfasst ist, die eingerichtet ist, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Steuerungseinrichtung zu kommunizieren, und dass die Steuerungseinrichtung eingerichtet ist, die Strahlungsquelle in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung empfangenen Signals zu steuern. Insbesondere ist die Steuerungseinrichtung eingerichtet, die Strahlungsquelle in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung empfangenen Signals abzuschalten.
- Über eine drahtlose Ankopplung der Dosismesseinrichtung an die Steuerungseinrichtung ist es insbesondere möglich, bei Erreichen einer gewünschten Solldosis ein Schaltsignal an die Steuerungseinrichtung zu übermitteln, ohne dass aufgrund einer Kabelanbindung die Flexibilität eines mobilen Röntgendetektors eingeschränkt ist. Mit anderen Worten ist die mobile Dosismesseinrichtung ebenso flexibel dort zu positionieren und auszurichten, wo der mobile Röntgendetektor angeordnet ist. Ebenso wie der mobile Röntgendetektor kann auch die mobile kabellose Dosismesseinrichtung in Positionen und Stellungen angeordnet werden, die für ein stationäres System nicht möglich sind. Hierzu ist die mobile Dosismesseinrichtung bevorzugt als ein Flächendosismessgerät ausgebildet. Insbesondere ist das Dosismessgerät als eine Ionisationskammer ausgestaltet.
- Die drahtlose Kommunikationsverbindung ist beispielsweise und insbesondere mit geeigneten Sende- und Empfangsmitteln ausgebildet, die der mobilen Dosismesseinrichtung bzw. der Steuerungseinrichtung zugeordnet sind. Ist die drahtlose Kommunikationsverbindung als eine bidirektionale Verbindung ausgebildet, so umfassen die mobile Dosismesseinrichtung und die Steuerungseinrichtung jeweils Sende- und Empfangsmittel.
- Zur Übertragung von Information über die drahtlose Kommunikationsverbindung ist bevorzugt ein proprietäres Übertragungsprotokoll eingesetzt. Alternativ ist die drahtlose Kommunikationsverbindung über bekannte Protokolle und Übertragungsverfahren, wie zum Beispiel BLUETOOTH oder IEEE 802.15.4, realisiert. Die drahtlose Kommunikationsverbindung ist bevorzugt als eine Funkverbindung ausgebildet. In einer alternativen Variante ist die drahtlose Kommunikationsverbindung als eine optische Verbindung realisiert.
- In einer vorteilhaften Ausführungsvariante ist die drahtlose Kommunikationsverbindung eingerichtet, das Erreichen und/oder Überschreiten einer Solldosis von der Dosismesseinrichtung auf die Steuerungseinrichtung mit einer ersten Zeitspanne zu übertragen, die kleiner als 1 ms, insbesondere kleiner als 100 µs, ist. Mit dieser Ausgestaltung wird Bezug darauf genommen, dass die Abschaltung der Strahlungsquelle bei Erreichen der für die Bildaufnahme gewünschten Dosis möglichst in Echtzeit erfolgen sollte, um die gewünschte Bildqualität zu erhalten. Dies gelingt dann, wenn die Information über das Erreichen und/oder Überschreiten der Solldosis unmittelbar an die Steuerungseinrichtung gelangt, wobei „unmittelbar“ hier eine Zeitspanne unterhalb 1 ms, insbesondere deutlich unter 1 ms, bedeutet. Damit ist eine für das Erreichen einer hohen Bildqualität gewünscht feine Einstellung der Dosis ermöglicht.
- Wird die Information über das Erreichen der Solldosis beispielsweise als ein binäres Bitsignal übertragen, so sollte das Übertragungssignal bevorzugt wenigstens eine Bandbreite aufweisen, die eine Bitrate von mehr 1 kbit/sec, insbesondere von mehr als 10 kbit/sec, ermöglicht. Bei Verwendung anderer Übertragungsprotokolle, die Informationen im Sinne von Bitfolgen („Worte“) jeweils in Zeitscheiben übertragen, sind die Zeitscheiben bevorzugt kürzer als 1 ms, insbesondere kürzer als 100 µs, zu wählen. Information gemäß Bluetooth-Protokoll werden in Zeitscheiben mit einer Dauer von 625 µs übertragen.
- Die Robustheit der Röntgeneinrichtung und deren Sicherheit für den Patienten wird verbessert, sofern die drahtlose Kommunikationsverbindung eingerichtet ist, ein kontinuierliches Übertragungssignal von der Dosismesseinrichtung auf die Steuerungseinrichtung zu übertragen, welches sich bei Erreichen der Solldosis ändert. Wird das kontinuierliche Übertragungssignal für eine vorgegebene Zeitspanne unterbrochen, ist auf einen Fehlerfall zu schließen, in dessen Konsequenz die Strahlungsquelle abgeschaltet wird.
- Vorteilhafterweise ist die drahtlose Kommunikationsverbindung weiter eingerichtet, einen Wert der tatsächlich erfassten Dosis von der Dosismesseinrichtung auf die Steuerungseinrichtung mit einer zweiten Zeitspanne zu übertragen. Die Übermittlung der tatsächlich erfassten Dosis ist nicht zeitkritisch. Insofern kann die zweite Zeitspanne größer sein als die erste Zeitspanne. Die tatsächliche Dosis wird insbesondere nachrangig zur Bildbearbeitung herangezogen.
- Zweckmäßigerweise ist die drahtlose Kommunikationsverbindung, wie bereits erwähnt, als eine bidirektionale Kommunikationsverbindung ausgestaltet. Vorteilhaft ist hierbei die drahtlose Kommunikationsverbindung eingerichtet, eine Solldosis, ein Aktivierungssignal und/oder ein Deaktivierungssignal von der Steuerungseinrichtung auf die Dosismesseinrichtung mit der zweiten Zeitspanne zu übertragen. Die Aktivierung der Dosismesseinrichtung und die Übertragung der Solldosis wird hierbei bevorzugt in einer Vorbereitungsphase zur Bildaufnahme vorgenommen. In dieser Vorbereitungsphase wird beispielsweise die Dosismesseinrichtung und der Röntgendetektor durch Aufbau der Betriebsspannung vorbereitet sowie die Strahlungsquelle in Betrieb genommen. Die Dosismesseinrichtung wird in der Vorbereitungsphase insbesondere genullt, also Hintergrundrauschen ermittelt und in Abzug gebracht. Die Bildaufnahme erfolgt dann mittels Auslösung nach der Vorbereitungsphase. Auch die Übertragung der Solldosis sowie eines Aktivierungs- oder Deaktivierungssignals an die Dosismesseinrichtung stellt insofern keinen zeitkritischen Schritt dar. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist daher die zweite Zeitspanne auch zur Übertragung dieser Informationen größer als die erste Zeitspanne gewählt.
- In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Dosismesseinrichtung in den mobilen Röntgendetektor integriert. Bevorzugt sind hierbei die zur Etablierung der drahtlosen Kommunikationsverbindung vorgesehenen Sende- und/oder Empfangsmittel beider Einheiten zusammengefasst.
- Weiter bevorzugt ist die Dosismesseinrichtung über den mobilen Röntgendetektor mit Energie versorgt. Insbesondere ist dies der Fall, wenn der mobile Röntgendetektor eine eigene Leistungsversorgung umfasst.
- In einer Variante kommuniziert auch die Steuerungseinrichtung drahtlos mit der Strahlungsquelle. Insbesondere erfolgt die Kommunikation aller Geräteeinheiten über ein geeignetes Netz- oder Bussystem. Zum Zwecke einer raschen Ansteuerung der Strahlungsquelle ist zweckmäßigerweise die Steuerungseinrichtung und die Strahlungsquelle in einem Gerät zusammengefasst. Bevorzugt kommunizieren hierbei die Steuerungseinrichtung und die Strahlungsquelle drahtgebunden miteinander.
- Weiter ist von der Erfindung ein Verfahren zur Dosiseinstellung einer Röntgeneinrichtung der eingangs genannten Art umfasst, wobei erfindungsgemäß eine mobile Dosismesseinrichtung über eine drahtlose Kommunikationsverbindung mit der Steuerungseinheit kommuniziert, und die Steuerungseinrichtung die Strahlungsquelle in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung empfangenen Signals steuert, insbesondere abschaltet.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen für das Verfahren zur Dosiseinstellung finden sich in den auf ein Verfahren gerichteten Unteransprüchen. Die für die Röntgeneinrichtung und deren vorteilhafte Varianten genannten Vorteile können hierbei sinngemäß auf das Verfahren zur Dosiseinstellung übertragen werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
- Dabei zeigt die einzige Figur schematisch eine Röntgeneinrichtung
1 mit einer Strahlungsquelle3 und einem mobilen Röntgendetektor5 . Die Röntgeneinrichtung1 umfasst weiter eine Steuerungseinrichtung6 , die drahtgebunden mit der Strahlungsquelle3 kommuniziert. - Zu einer Belichtungsautomatik bzw. zu einer automatischen Dosiseinstellung ist weiter eine mobile Dosismesseinrichtung
8 umfasst, die vorliegend in den mobilen Röntgendetektor5 integriert ist. Der Röntgendetektor5 ist als ein Flachbilddetektor auf Festkörperbasis ausgebildet. Die ihm auf der Strahlungsseite vorgeschaltete Dosismesseinrichtung8 ist als eine flächige Ionisationskammer ausgestaltet. - Zur Bildaufnahme in der gezeigten Darstellung sind der mobile Röntgendetektor
5 und die mobile Dosismesseinrichtung8 in einer Lade9 eines Patiententisches10 angeordnet. Die beiden mobilen Einheiten5 und8 sind jedoch in jeder beliebigen Position und Stellung gegenüber der Strahlungsquelle3 positionierbar. Der Patient11 , von dem eine radiologische Bildaufnahme gemacht wird, ist dargestellt. - Die mobile Dosismesseinrichtung
8 kommuniziert mit der Steuerungseinrichtung6 über eine bidirektionale, drahtlose Kommunikationsverbindung15 . Mit einer Zeitkonstante von weniger als 1 ms wird von der mobilen Dosismesseinrichtung8 das Erreichen einer Solldosis an die Steuerungseinrichtung6 übertragen, welche unmittelbar ein Abschalten der Strahlungsquelle3 bewirkt. Hierdurch wird eine gewünscht genaue Dosiseinstellung zum Erreichen einer genügenden Bildqualität erzielt. - Während einer Vorbereitungsphase werden von der Steuerungseinrichtung
6 über die drahtlose Kommunikationsverbindung15 ein Aktivierungssignal und ein Wert für die Solldosis an die Dosismesseinrichtung8 übertragen. Nach oder während der Bildaufnahme überträgt die Dosismesseinrichtung8 den tatsächlich erfassten Dosiswert an die Steuerungseinrichtung6 . Die vorgenannten Informationen können beispielsweise mit einer Zeitkonstanten übertragen werden, die deutlich länger als die Zeitkonstante für die Anzeige des Erreichens und/oder Überschreitens des Sollwerts sind. - Auch der mobile Röntgendetektor
5 überträgt die Bildinformation über die drahtlose Kommunikationsverbindung15 auf die Steuerungseinrichtung6 . Sowohl für die drahtlose Kommunikation zwischen der Dosismesseinrichtung8 und der Steuerungseinrichtung6 als auch zwischen dem mobilen Röntgendetektor5 und der Steuerungseinrichtung6 wird in einer bevorzugten Ausgestaltung dasselbe Übertragungsprotokoll verwendet. - Zur Erhöhung der Sicherheit der Röntgeneinrichtung
1 übermittelt die Dosismesseinrichtung8 während ihres Betriebs ein kontinuierliches Signal an die Steuerungseinrichtung6 . Das kontinuierliche Signal ändert sich hierbei bei Erreichen der Solldosis. Fällt das kontinuierliche Signal aus oder wird es für eine gewisse Zeitspanne unterbrochen, so schaltet die Steuerungseinrichtung6 die Strahlungsquelle3 ebenfalls ab. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Röntgeneinrichtung
- 3
- Strahlungsquelle
- 5
- mobiler Röntgendetektor
- 6
- Steuerungseinrichtung
- 7
- Röntgengerät
- 8
- mobile Dosismesseinrichtung
- 9
- Lade
- 10
- Tisch
- 11
- Patient
- 15
- drahtlose Kommunikationsverbindung
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10118745 C2 [0002]
Claims (17)
- Röntgeneinrichtung (
1 ), umfassend eine Strahlungsquelle (3 ) für Röntgenstrahlung, einen mobilen Röntgendetektor (5 ) und eine Steuerungseinrichtung (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine mobile Dosismesseinrichtung (8 ) umfasst ist, die eingerichtet ist, über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) mit der Steuerungseinrichtung (6 ) zu kommunizieren, und dass die Steuerungseinrichtung (6 ) eingerichtet ist, die Strahlungsquelle (3 ) in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung (8 ) empfangenen Signals zu steuern. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) eingerichtet ist, das Erreichen und/oder Überschreiten einer Solldosis von der Dosismesseinrichtung (8 ) auf die Steuerungseinrichtung (6 ) mit einer ersten Zeitspanne zu übertragen, die kleiner als 1 ms, insbesondere kleiner als 100 µs, ist. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) eingerichtet ist, Information jeweils mit einer Zeitscheibe mit einer Dauer von weniger als 1 ms, insbesondere von weniger als 100 µs, zu übertragen. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung eingerichtet ist, ein kontinuierliches Übertragungssignal von der Dosismesseinrichtung auf die Steuerungseinrichtung zu übertragen, welches sich bei Erreichen der Solldosis ändert. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) eingerichtet ist, einen Wert der tatsächlich erfassten Dosis von der Dosismesseinrichtung (8 ) auf die Steuerungseinrichtung (6 ) mit einer zweiten Zeitspanne zu übertragen, die größer ist als die erste Zeitspanne. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) als eine bidirektionale Verbindung ausgebildet ist. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) eingerichtet ist, eine Solldosis, ein Aktivierungssignal und/oder ein Deaktivierungssignal von der Steuerungseinrichtung (6 ) auf die Dosismesseinrichtung (8 ) mit der zweiten Zeitspanne zu übertragen. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosismesseinrichtung (8 ) in den mobilen Röntgendetektor (5 ) integriert ist. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosismesseinrichtung (8 ) über den mobilen Röntgendetektor (5 ) mit Energie versorgt ist. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (6 ) und die Strahlungsquelle (3 ) drahtgebunden kommunizieren, insbesondere in einem Gerät (7 ) zusammengefasst sind. - Verfahren zur Dosiseinstellung einer Röntgeneinrichtung (
1 ), umfassend eine Strahlungsquelle (3 ) für Röntgenstrahlung, einen mobilen Röntgendetektor (5 ) und eine Steuerungseinrichtung (6 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine mobile Dosismesseinrichtung (8 ) über eine drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) mit der Steuerungseinrichtung (6 ) kommuniziert, und dass die Steuerungseinrichtung (6 ) die Strahlungsquelle (3 ) in Abhängigkeit eines von der Dosismesseinrichtung (8 ) empfangenen Signals steuert. - Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung (
15 ) von der Dosismesseinrichtung (8 ) das Erreichen und/oder Überschreiten einer Solldosis auf die Steuerungseinrichtung (6 ) mit einer ersten Zeitspanne übertragen wird, die kleiner als 1 ms, insbesondere kleiner als 100 µs, ist. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung (
15 ) Information jeweils mit einer Zeitscheibe mit einer Dauer von weniger als 1 ms, insbesondere von weniger als 100 µs, übertragen wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung ein kontinuierliches Übertragungssignal von der Dosismesseinrichtung auf die Steuerungseinrichtung übertragen wird, welches sich bei Erreichen der Solldosis ändert.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung (
15 ) ein Wert der tatsächlich erfassten Dosis an die Steuerungseinrichtung (6 ) mit einer zweiten Zeitspanne übertragen wird, die insbesondere größer ist als die erste Zeitspanne. - Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung (
15 ) bidirektional kommuniziert wird. - Röntgeneinrichtung (
1 ) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass über die drahtlose Kommunikationsverbindung (15 ) eine Solldosis, ein Aktivierungssignal und/oder ein Deaktivierungssignal von der Steuerungseinrichtung (6 ) auf die Dosismesseinrichtung (8 ) mit der zweiten Zeitspanne übertragen wird.
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